怎樣監(jiān)聽(tīng)或者攔截串口上的數(shù)據(jù) - 全文

　　串口全稱為串行接口，一般指COM接口，是采用串行通信方式的擴(kuò)展接口。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)位的傳送按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成，成本低但傳送速度慢。由于串口（COM）不支持熱插拔及傳輸速率較低，目前部分新主板和大部分便攜電腦已取消該接口?，F(xiàn)在串口多用于工業(yè)控制和測(cè)量設(shè)備以及部分通信設(shè)備中。

　　根據(jù)美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA： Electronic Industry Association）制定的標(biāo)準(zhǔn)，串口可以分為RS-232、RS-422以及RS-485等種類，其中以RS-232類型的接口最為典型和常見(jiàn)，如圖 1所示，是RS-232類型9針串口的實(shí)物示意圖。RS-232類型9針串口每一個(gè)引腳的作用說(shuō)明如圖 2所示。

　　當(dāng)需要編程操縱硬件時(shí)會(huì)遇到過(guò)這樣的問(wèn)題，就是通過(guò)串口來(lái)接收硬件發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，或是通過(guò)串口向硬件發(fā)送某種格式的命令。在C#平臺(tái)上，可以通過(guò) System.IO.Ports 命名空間下的SerialPort 類來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　下面是我做過(guò)的一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，首先獲取本機(jī)關(guān)聯(lián)的串行端口列表，然后獲取配置文件中配置的COM端口，檢查是否在本機(jī)串行端口列表中，若在列表中則進(jìn)一步實(shí)例化串口對(duì)象，并為串口對(duì)象指定數(shù)據(jù)接收事件來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)，示例代碼如下：

　　using System.IO.Ports;

　　namespace SerialTest

　　{

　　public class SerialTest

　　{

　　#region 串口監(jiān)聽(tīng)

　　private SerialPort serialPort = null;

　　/// 《summary》

　　/// 開(kāi)啟串口監(jiān)聽(tīng)

　　/// 《/summary》

　　private void StartSerialPortMonitor（）

　　{

　　List《string》 comList = GetComlist（false）; //首先獲取本機(jī)關(guān)聯(lián)的串行端口列表

　　if （comList.Count == 0）

　　{

　　DialogForm.Show（“提示信息”， “當(dāng)前設(shè)備不存在串行端口！”）;

　　System.Environment.Exit（0）; //徹底退出應(yīng)用程序

　　}

　　else

　　{

　　string targetCOMPort = ConfigurationManager.AppSettings［“COMPort”］.ToString（）;

　　//判斷串口列表中是否存在目標(biāo)串行端口

　　if （！comList.Contains（targetCOMPort））

　　{

　　DialogForm.Show（“提示信息”， “當(dāng)前設(shè)備不存在配置的串行端口！”）;

　　System.Environment.Exit（0）; //徹底退出應(yīng)用程序

　　}

　　serialPort = new SerialPort（）;

　　//設(shè)置參數(shù)

　　serialPort.PortName = ConfigurationManager.AppSettings［“COMPort”］.ToString（）; //通信端口

　　serialPort.BaudRate = Int32.Parse（ConfigurationManager.AppSettings［“BaudRate”］.ToString（））; //串行波特率

　　serialPort.DataBits = 8; //每個(gè)字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度

　　serialPort.StopBits = StopBits.One; //設(shè)置每個(gè)字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)停止位數(shù)

　　serialPort.Parity = Parity.None; //設(shè)置奇偶校驗(yàn)檢查協(xié)議

　　serialPort.ReadTimeout = 3000; //單位毫秒

　　serialPort.WriteTimeout = 3000; //單位毫秒

　　//串口控件成員變量，字面意思為接收字節(jié)閥值，

　　//串口對(duì)象在收到這樣長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)之后會(huì)觸發(fā)事件處理函數(shù)

　　//一般都設(shè)為1

　　serialPort.ReceivedBytesThreshold = 1;

　　serialPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler（CommDataReceived）; //設(shè)置數(shù)據(jù)接收事件（監(jiān)聽(tīng)）

　　try

　　{

　　serialPort.Open（）; //打開(kāi)串口

　　}

　　catch （Exception ex）

　　{

　　DialogForm.Show（“提示信息”， “串行端口打開(kāi)失??！具體原因：” + ex.Message）;

　　System.Environment.Exit（0）; //徹底退出應(yīng)用程序

　　}

　　}

　　}

　　/// 《summary》

　　/// 串口數(shù)據(jù)處理函數(shù)

　　/// 《/summary》

　　/// 《param name=“sender”》《/param》

　　/// 《param name=“e”》《/param》

　　public void CommDataReceived（Object sender， SerialDataReceivedEventArgs e）

　　{

　　try

　　{

　　//Comm.BytesToRead中為要讀入的字節(jié)長(zhǎng)度

　　int len = serialPort.BytesToRead;

　　Byte［］ readBuffer = new Byte［len］;

　　serialPort.Read（readBuffer， 0， len）; //將數(shù)據(jù)讀入緩存

　　//處理readBuffer中的數(shù)據(jù)，自定義處理過(guò)程

　　string msg = encoding.GetString（readBuffer， 0， len）; //獲取出入庫(kù)產(chǎn)品編號(hào)

　　DialogForm.Show（“接收到的信息”， msg）;

　　}

　　catch（Exception ex）

　　{

　　DialogForm.Show（“提示信息”， “接收返回消息異常！具體原因：” + ex.Message）;

　　}

　　}

　　/// 《summary》

　　/// 關(guān)閉串口

　　/// 《/summary》

　　private void Stop（）

　　{

　　serialPort.Close（）;

　　}

　　/// 《summary》

　　/// 獲取本機(jī)串口列表

　　/// 《/summary》

　　/// 《param name=“isUseReg”》《/param》

　　/// 《returns》《/returns》

　　private List《string》 GetComlist（bool isUseReg）

　　{

　　List《string》 list = new List《string》（）;

　　try

　　{

　　if （isUseReg）

　　{

　　RegistryKey RootKey = Registry.LocalMachine;

　　RegistryKey Comkey = RootKey.OpenSubKey（@“HARDWAREDEVICEMAPSERIALCOMM”）;

　　String［］ ComNames = Comkey.GetValueNames（）;

　　foreach （String ComNamekey in ComNames）

　　{

　　string TemS = Comkey.GetValue（ComNamekey）.ToString（）;

　　list.Add（TemS）;

　　}

　　}

　　else

　　{

　　foreach （string com in SerialPort.GetPortNames（）） //自動(dòng)獲取串行口名稱

　　list.Add（com）;

　　}

　　}

　　catch

　　{

　　DialogForm.Show（“提示信息”， “串行端口檢查異常！”）;

　　System.Environment.Exit（0）; //徹底退出應(yīng)用程序

　　}

　　return list;

　　}

　　#endregion 串口監(jiān)聽(tīng)

　　}

　　}

　　從串口讀數(shù)據(jù)

　　從串口COM11發(fā)送的數(shù)據(jù)最終將到達(dá)與其連通的串口COM21，如果COM21處于可用狀態(tài)，則到達(dá)的數(shù)據(jù)將被緩存，等待程序的讀取。從串口讀入數(shù)據(jù)有多種模式，本文將介紹“輪詢模式”和事件監(jiān)聽(tīng)模式。

　　“輪詢模式”是指程序（線程）每隔固定的時(shí)間就對(duì)串口進(jìn)行一次掃描，如果掃描發(fā)現(xiàn)串口中有可用數(shù)據(jù)，則進(jìn)行讀取。Com21PollingListener類使用“事件監(jiān)聽(tīng)模式”讀取串口COM21接收到的數(shù)據(jù)：

　　Com21PollingListener.java

　　package com.serialPort.listener;

　　import java.io.IOException;

　　import java.io.InputStream;

　　import javax.comm.CommPortIdentifier;

　　import javax.comm.NoSuchPortException;

　　import javax.comm.PortInUseException;

　　import javax.comm.SerialPort;

　　/**

　　* Com21PollingListener類使用“輪訓(xùn)”的方法監(jiān)聽(tīng)串口COM21，

　　* 并通過(guò)COM21的輸入流對(duì)象來(lái)獲取該端口接收到的數(shù)據(jù)（在本文中數(shù)據(jù)來(lái)自串口COM11）。

　　*/

　　public class Com21PollingListener {

　　public static void main（String［］ args）{

　　//1.定義變量

　　CommPortIdentifier com21 = null;//未打卡的端口

　　SerialPort serialCom21 = null;//打開(kāi)的端口

　　InputStream inputStream = null;//端口輸入流

　　try{

　　//2.獲取并打開(kāi)串口COM21

　　com21 = CommPortIdentifier.getPortIdentifier（“COM21”）;

　　serialCom21 = （SerialPort） com21.open（“Com21Listener”， 1000）;

　　//3.獲取串口的輸入流對(duì)象

　　inputStream = serialCom21.getInputStream（）;

　　//4.從串口讀入數(shù)據(jù)

　　//定義用于緩存讀入數(shù)據(jù)的數(shù)組

　　byte［］ cache = new byte［1024］;

　　//記錄已經(jīng)到達(dá)串口COM21且未被讀取的數(shù)據(jù)的字節(jié)（Byte）數(shù)。

　　int availableBytes = 0;

　　//無(wú)限循環(huán)，每隔20毫秒對(duì)串口COM21進(jìn)行一次掃描，檢查是否有數(shù)據(jù)到達(dá)

　　while（true）{

　　//獲取串口COM21收到的可用字節(jié)數(shù)

　　availableBytes = inputStream.available（）;

　　//如果可用字節(jié)數(shù)大于零則開(kāi)始循環(huán)并獲取數(shù)據(jù)

　　while（availableBytes 》 0）{

　　//從串口的輸入流對(duì)象中讀入數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存放到緩存數(shù)組中

　　inputStream.read（cache）;

　　//將獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼并輸出

　　for（int j = 0;j 《 cache.length && j 《 availableBytes; j++）{

　　//因?yàn)镃OM11口發(fā)送的是使用byte數(shù)組表示的字符串，

　　//所以在此將接收到的每個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都強(qiáng)制裝換為char對(duì)象即可，

　　//這是一個(gè)簡(jiǎn)單的編碼轉(zhuǎn)換，讀者可以根據(jù)需要進(jìn)行更加復(fù)雜的編碼轉(zhuǎn)換。

　　System.out.print（（char）cache［j］）;

　　}

　　System.out.println（）;

　　//更新循環(huán)條件

　　availableBytes = inputStream.available（）;

　　}

　　//讓線程睡眠20毫秒

　　Thread.sleep（20）;

　　}

　　}catch（InterruptedException e）{

　　e.printStackTrace（）;

　　}catch （NoSuchPortException e） {

　　//找不到串口的情況下拋出該異常

　　e.printStackTrace（）;

　　} catch （PortInUseException e） {

　　//如果因?yàn)槎丝诒徽加枚鴮?dǎo)致打開(kāi)失敗，則拋出該異常

　　e.printStackTrace（）;

　　} catch （IOException e） {

　　//如果獲取輸出流失敗，則拋出該異常

　　e.printStackTrace（）;

　　}

　　}

　　}

　　“事件監(jiān)聽(tīng)模式”是為串口注冊(cè)一個(gè)事件監(jiān)聽(tīng)類，當(dāng)有數(shù)據(jù)到達(dá)串口的時(shí)候就會(huì)觸發(fā)事件，在事件的響應(yīng)方法中讀取串口接收到的數(shù)據(jù)。Com21EventListener類使用“事件監(jiān)聽(tīng)模式”讀取串口COM21接收到的數(shù)據(jù)：

　　Com21EventListener.java

　　package com.serialPort.listener;

　　import java.io.IOException;

　　import java.io.InputStream;

　　import java.util.TooManyListenersException;

　　import javax.comm.CommPortIdentifier;

　　import javax.comm.NoSuchPortException;

　　import javax.comm.PortInUseException;

　　import javax.comm.SerialPort;

　　import javax.comm.SerialPortEvent;

　　import javax.comm.SerialPortEventListener;

　　/**

　　* Com21EventListener類使用“事件監(jiān)聽(tīng)模式”監(jiān)聽(tīng)串口COM21，

　　* 并通過(guò)COM21的輸入流對(duì)象來(lái)獲取該端口接收到的數(shù)據(jù)（在本文中數(shù)據(jù)來(lái)自串口COM11）。

　　* 使用“事件監(jiān)聽(tīng)模式”監(jiān)聽(tīng)串口，必須字定義一個(gè)事件監(jiān)聽(tīng)類，該類實(shí)現(xiàn)SerialPortEventListener

　　* 接口并重寫(xiě)serialEvent方法，在serialEvent方法中編寫(xiě)監(jiān)聽(tīng)邏輯。

　　*/

　　public class Com21EventListener implements SerialPortEventListener {

　　//1.定義變量

　　CommPortIdentifier com21 = null;//未打卡的端口

　　SerialPort serialCom21 = null;//打開(kāi)的端口

　　InputStream inputStream = null;//輸入流

　　//2.構(gòu)造函數(shù)：

　　//實(shí)現(xiàn)初始化動(dòng)作：獲取串口COM21、打開(kāi)串口、獲取串口輸入流對(duì)象、為串口添加事件監(jiān)聽(tīng)對(duì)象

　　public Com21EventListener（）{

　　try {

　　//獲取串口、打開(kāi)窗串口、獲取串口的輸入流。

　　com21 = CommPortIdentifier.getPortIdentifier（“COM21”）;

　　serialCom21 = （SerialPort） com21.open（“Com21EventListener”， 1000）;

　　inputStream = serialCom21.getInputStream（）;

　　//向串口添加事件監(jiān)聽(tīng)對(duì)象。

　　serialCom21.addEventListener（this）;

　　//設(shè)置當(dāng)端口有可用數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)事件，此設(shè)置必不可少。

　　serialCom21.notifyOnDataAvailable（true）;

　　} catch （NoSuchPortException e） {

　　e.printStackTrace（）;

　　} catch （PortInUseException e） {

　　e.printStackTrace（）;

　　} catch （IOException e） {

　　e.printStackTrace（）;

　　} catch （TooManyListenersException e） {

　　e.printStackTrace（）;

　　}

　　}

　　//重寫(xiě)繼承的監(jiān)聽(tīng)器方法

　　@Override

　　public void serialEvent（SerialPortEvent event） {

　　//定義用于緩存讀入數(shù)據(jù)的數(shù)組

　　byte［］ cache = new byte［1024］;

　　//記錄已經(jīng)到達(dá)串口COM21且未被讀取的數(shù)據(jù)的字節(jié)（Byte）數(shù)。

　　int availableBytes = 0;

　　//如果是數(shù)據(jù)可用的時(shí)間發(fā)送，則進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)

　　if（event.getEventType（） == SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE）{

　　try {

　　availableBytes = inputStream.available（）;

　　while（availableBytes 》 0）{

　　inputStream.read（cache）;

　　for（int i = 0; i 《 cache.length && i 《 availableBytes; i++）{

　　//解碼并輸出數(shù)據(jù)

　　System.out.print（（char）cache［i］）;

　　}

　　availableBytes = inputStream.available（）;

　　}

　　System.out.println（）;

　　} catch （IOException e） {

　　e.printStackTrace（）;

　　}

　　}

　　}

　　//在main方法中創(chuàng)建類的實(shí)例

　　public static void main（String［］ args） {

　　new Com21EventListener（）;

　　}

　　}

　　讀寫(xiě)程序的聯(lián)合運(yùn)行

　　串口能接收到數(shù)據(jù)的前提是該串口處于打開(kāi)（可用）狀態(tài)，如果串口處于關(guān)閉狀態(tài)，那么發(fā)送到該串口的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。所以在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，如果使用銅線連接同一個(gè)串口的引腳2和引腳3，一定要注意的是千萬(wàn)不能在向串口發(fā)送完數(shù)據(jù)之后關(guān)閉該串口，然后再次打開(kāi)串口去讀取數(shù)據(jù)，一定要讓串口始終處于打開(kāi)狀態(tài)直到程序運(yùn)行結(jié)束。